Modbus协议-编程知识

Modbus协议

一.起源

Modbus由Modicon公司于1979年开发，是一种工业现场总线协议标准。Modbus通信协议具有多个变种，其中有支持串口，以太网多个版本，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三种。其中Modbus TCP是在施耐德收购Modicon后1997年发布的。

二.分类

Modbus RTU：运行在串口上的协议，采用二进制表现形式以及紧凑的数据结构，通信效率较高，应用比较广泛
Modbus ASCII：运行在串口上的协议，采用ASCII码进行传输，并且每个字节的开始和结束都有特殊字符作为标志，传输效率远远低于Modbus RTU，一般只有通讯量比较少时才会考虑
Modbus TCP：Modbus TCP是基于以太网的变体，使用TCP/IP协议栈进行数据传输。它使用标准的以太网物理层和IP网络连接，可以通过以太网进行设备间的通信。

三.应用场景

Modbus协议是现在国内工业领域应用最多的协议，不只PLC设备，各种终端设备，比如水控机、水表、电表、工业秤、各种采集设备。

四.Modbus TCP协议

1.Modbus TCP特点

采用主从问答的通信，主机可以对应多个从机，可以特意问某个从机。不仅采集还要控制，有问必有答。
使用TCP/IP协议栈，能够实现可靠的数据传输，并支持通过路由器或者互联网对设备进行远程访问和控制。
支持高速通信，与Modbus RTU或Modbus ASCII等串行通信相比较，它的通信速度更快，可以实现更高的数据传输效率。

4.Modbus TCP端口号默认502

灵活性高，可以通过可编程控制器（PLC）或其他设备对不同种类的数据（如寄存器或线圈）进行读写。

总之，Modbus TCP是一种基于以太网的工业自动化控制系统通信协议，它具有高速通信、报文完整性和可靠性等特点。如果您还有其他问题，可以继续向我提问。

2.Modbus TCP组成

Modbus TCP协议包含三部分：报文头、功能码、数据

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报文头：7个字节（byte）功能码：1个字节
Modbus TCP/IP协议最大数据帧长度为260字节

（1）MBAP报文头

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事务处理标识符：区分消息，一般主机怎么发，从机怎么回复。
协议标识符：固定 00 00
长度：接下来的字节长度。
单元标识符：从机id
总结：报文头包含的内容个数、顺序都不可以调换

（2）寄存器（存储数据）
Modbus TCP使用不同类型的寄存器来存储和读取数据，包括离散量输入、线圈、输入寄存器和保持寄存器。

线圈寄存器（Coil Register）和离散量输入寄存器（Discrete Input Register）都属于位寄存器。每个寄存器占用1字节，用于存储开关状态（0或1）。线圈寄存器用于控制IO设备的输出状态，而离散量输入寄存器则用于读取输入信号。
输入寄存器（Input Register）和保持寄存器（Holding Register）属于字寄存器。每个寄存器占用2个字节，用于存储工业设备的值。保持寄存器可以读写，用于存储配置参数、控制命令或状态信息。而输入寄存器只支持读取，用于获取工业设备的输入数据，例如AD采集值或传感器读数。